计算机系统结构与并行处理PPT推荐.ppt

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编译编译oror解释程序是系统不可分解释程序是系统不可分割一部分。

割一部分。

*.*.基于对语言的广义理解基于对语言的广义理解,站在站在使用者立场上观察使用者立场上观察,计算机系统可视计算机系统可视作带上不同语言的虚拟计算机。

作带上不同语言的虚拟计算机。

11/5/20227计算机系统结构与并行处理多媒体教学虚拟机：

由软件实现的机器。

虚拟机：

广义语言广义语言编译或编译或解释器解释器控制信息控制信息虚拟计算机虚拟计算机状态信息状态信息作用对象作用对象观察者观察者11/5/20228计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.计算机系统功能模型计算机系统功能模型11/5/20229计算机系统结构与并行处理多媒体教学11/5/202210计算机系统结构与并行处理多媒体教学11/5/202211计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.M0M0：

硬联逻辑，实现微指令硬联逻辑，实现微指令本身的控制顺序。

本身的控制顺序。

*.*.M1M1：

微程序控制：

对机器指微程序控制：

对机器指令译码对应一个微指令序列，令译码对应一个微指令序列，出微操作信号。

出微操作信号。

MM0+0+MM1=1=CPUCPU11/5/202212计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.M2M2：

机器语言计算机：

计算机器语言计算机：

计算机的指令系统。

机的指令系统。

*.*.M3M3：

OSOS，指出了计算机的功指出了计算机的功能和角本。

能和角本。

*.*.M4.M5M4.M5：

程序员使用计算机。

11/5/202213计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.M6:

M6:

非专业人员使用计算机非专业人员使用计算机*.*.M7:

.M7:

.应用系统分析和设计应用系统分析和设计,建建立数学模型立数学模型,算法算法,确定系统确定系统配置配置.11/5/202214计算机系统结构与并行处理多媒体教学计算机系统结构（计算机系统结构（ComputerComputerArchitectureArchitecture）计算机的组成（计算机的组成（ComputerOrganizationComputerOrganization）计算机实现（计算机实现（ImplementationImplementation）系统结构、组成、实现之间关系系统结构、组成、实现之间关系计算机系统设计方法计算机系统设计方法系统结构设计准则系统结构设计准则11/5/202215计算机系统结构与并行处理多媒体教学计算机系统结构计算机系统结构（computercomputerarchitecture）architecture）又称计算机体又称计算机体系结构。

其经典定义是系结构。

其经典定义是19641964年年AmdahlAmdahl在介绍在介绍IBM360IBM360系统系统时提出：

计算机系统结构是时提出：

计算机系统结构是程序员所看到的计算机属性，程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能属性。

即概念性结构与功能属性。

11/5/202216计算机系统结构与并行处理多媒体教学透明性概念透明性概念*确定存在确定存在*用户无法控制和设置用户无法控制和设置11/5/202217计算机系统结构与并行处理多媒体教学对计算机系统，不同位对计算机系统，不同位置的观察者所看到的计算置的观察者所看到的计算机属性是不一样的机属性是不一样的,低层次低层次看到的，对于高层次往往看到的，对于高层次往往是透明的。

是透明的。

11/5/202218计算机系统结构与并行处理多媒体教学例例：

在：

在MM22级（机器语言计算级（机器语言计算机）看到的指令系统（操机）看到的指令系统（操作类型，寻址方式等）和作类型，寻址方式等）和输入输入/输出设备连接方式等，输出设备连接方式等，在在MM55、MM66级（高级语言级（高级语言,应应用系统）却可用系统）却可“透明透明”。

11/5/202219计算机系统结构与并行处理多媒体教学系统结构定义系统结构定义：

计算机系统中对各计算机系统中对各级之间界面的定义及其上、级之间界面的定义及其上、下的功能分配。

下的功能分配。

11/5/202220计算机系统结构与并行处理多媒体教学计算机系统结构研究对象计算机系统结构研究对象：

计算机物理系统的抽象和定义。

具体包括：

数据表示：

定点，浮点，数据表示：

定点，浮点，编码方式等。

编码方式等。

寻址方式：

寻址种类，地寻址方式：

寻址种类，地址运算等。

址运算等。

11/5/202221计算机系统结构与并行处理多媒体教学寄存器定义寄存器定义：

通用寄存：

通用寄存器，专用寄存器等定义，作器，专用寄存器等定义，作用，结构。

用，结构。

指令系统指令系统：

操作类型，：

操作类型，格式，指令排序，控制（微格式，指令排序，控制（微指令）。

指令）。

中断系统中断系统：

中断种类，：

中断种类，优先级，屏蔽，响应过程，优先级，屏蔽，响应过程，中断向量。

中断向量。

11/5/202222计算机系统结构与并行处理多媒体教学机器工作状态定义和切换机器工作状态定义和切换：

管：

管态，目态等定义，切换。

态，目态等定义，切换。

I/OI/O系统系统：

II/OO口访问方式（用口访问方式（用II/OO指令指令orMEMorMEM映射）。

映射）。

I/OI/O数据源，目的，传送等。

数据源，目的，传送等。

II/OO工作结束与出错等。

工作结束与出错等。

I/OI/O通信方式。

通信方式。

11/5/202223计算机系统结构与并行处理多媒体教学总线结构总线结构：

总线通信方：

总线通信方式，总线竞争仲裁，总线式，总线竞争仲裁，总线标准等。

标准等。

系统安全与保密系统安全与保密：

纠错，：

纠错，可靠性分析，信息保护，可靠性分析，信息保护，系统安全管理。

系统安全管理。

11/5/202224计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.计算机组成：

计算机系统计算机组成：

计算机系统结构的逻辑实现。

结构的逻辑实现。

*.*.计算机系统结构与组成差计算机系统结构与组成差别。

别。

11/5/202225计算机系统结构与并行处理多媒体教学例例11：

确定指令系统功能：

确定指令系统功能-系统系统结构。

结构。

指令的实现指令的实现：

取：

取指，取操作数，运算，指，取操作数，运算，送结果送结果-组成。

组成。

11/5/202226计算机系统结构与并行处理多媒体教学例例22：

确定有乘，除法指令：

确定有乘，除法指令-系统结构。

系统结构。

用乘法器还是用加法用乘法器还是用加法器右移加实现器右移加实现-组成。

11/5/202227计算机系统结构与并行处理多媒体教学例例33：

确定确定MEMMEM容量，编址方容量，编址方式（按式（按bitbit，bytebyte，wordword访访问）问）-结构。

MEMMEM速度，逻辑结构，速度，逻辑结构，性能价格比性能价格比-组成。

11/5/202228计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.组成包括组成包括:

数据通路宽度。

专用部件设置，根据速专用部件设置，根据速度造价，使用状态，设置度造价，使用状态，设置可用部件（乘、除法器、可用部件（乘、除法器、浮点运算部件、浮点运算部件、II/OO处理器处理器等）。

等）。

11/5/202229计算机系统结构与并行处理多媒体教学部件共享和并行执行。

部件共享和并行执行。

组成方式：

控制器结构（组合组成方式：

控制器结构（组合逻辑逻辑，PALPAL，微程序），单机微程序），单机oror多多机。

机。

指令是取技术和预估，预判技指令是取技术和预估，预判技术应用。

术应用。

可靠性技术。

器件选择器件选择:

集成度集成度,速度。

速度。

11/5/202230计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.计算机实现计算机实现:

计算机组成的计算机组成的物理实现物理实现*.*.组成与实现差别组成与实现差别11/5/202231计算机系统结构与并行处理多媒体教学例例11:

乘法指令用乘法器还乘法指令用乘法器还是用全加器右移加是用全加器右移加-组成组成。

乘法器或加法器用什乘法器或加法器用什么器件线路及工艺技术么器件线路及工艺技术-实现实现。

11/5/202232计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.实现包括实现包括:

器件选择器件选择,功能板块划分功能板块划分（印刷板印刷板）,）,接插件联结。

接插件联结。

专用芯片设计。

CPUCPU物理结构。

物理结构。

11/5/202233计算机系统结构与并行处理多媒体教学MEMMEM物理结构。

BUSBUS驱动。

驱动。

部件生产工艺和整机装配部件生产工艺和整机装配。

机箱外形和金属结构设计。

11/5/202234计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.系统结构是计算机系统的软系统结构是计算机系统的软硬件界面硬件界面*.*.组成是计算机系统结构的逻组成是计算机系统结构的逻辑实现辑实现.*.*.计算机实现是计算机组成的计算机实现是计算机组成的物理实现物理实现.11/5/202235计算机系统结构与并行处理多媒体教学*.*.系统结构设计不要对组成系统结构设计不要对组成,实实现有过多和不合理限制现有过多和不合理限制.*.*.组成设计应在系统结构指导组成设计应在系统结构指导下下,以目前可实现技术为基础以目前可实现技术为基础.*.*.实现应在组成的逻辑结构指实现应在组成的逻辑结构指导下导下,以目前器件技术为基础以目前器件技术为基础,一性能价格比优化为目标一性能价格比优化为目标.11/5/202236计算机系统结构与并行处理多媒体教学巨、大、中、小、微巨、大、中、小、微11/5/202237计算机系统结构与并行处理多媒体教学利用事先设计好的系统结构，利用事先设计好的系统结构，按器件状况和硬件技术研究实现按器件状况和硬件技术研究实现方法，并按速度、价格等不同要方法，并按速度、价格等不同要求配置各档机器。

求配置各档机器。

数据表示方式一致，系统软数据表示方式一致，系统软件兼容件兼容11/5/202238计算机系统结构与并行处理多媒体教学设计系统结构（软件设计，设计系统结构（软件设计，硬件设计）硬件设计）-按速度，配置，按速度，配置，价格（一档，二价格（一档，二）系列机。

）系列机。

系列机必须保证用户看到系列机必须保证用户看到的机器属性一致。

的机器属性一致。

11/5/